Wasserbewegungen im Boden im Zeichen des Klimawandels - Bioterra Naturgartentag 2021 22. Oktober 2021 Andreas Chervet Fachstelle Bodenschutz des ...
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Wasserbewegungen im Boden im Zeichen des Klimawandels Bioterra Naturgartentag 2021 22. Oktober 2021 Andreas Chervet Fachstelle Bodenschutz des Kantons Bern, Rütti, 3052 Zollikofen
Wasser ein zentrales Molekül für die Pflanze
Warum?
Quelle: Der Pflanzenkörper | SpringerLink
• Quellen des Saatgutes vor Keimung
• Transport von Nährstoffen und körpereigenen Stoffen
• Als Baustein für Stoffwechselvorgänge (Photosynthese: 6 CO2 + 6
H2O C6H12O6 )
• Für den Erhalt des Zelldrucks der Pflanze (Turgordruck)
• Kühlung der Blattoberfläche (Transpiration)
Wasser ein zentrales Molekül für die Pflanze
Ein Beispiel
1.0 ha Mais Ertrag 16’000 kg TS:
hat einen Wasserbedarf von 400 l/kg TS
= 6’400’000 l Wasser pro Hektare und
Anbaujahr
Quelle: Bild von Maisfeld und Himmel im Hintergrund 739370 Stock-Photo bei
Vecteezy
Bodeneigenschaften sind wesentlich für die
Wasseraufnahme der Pflanze - Bodenstruktur
Quelle: Bodengefuege (uni-muenster.de)
• Bodenstruktur = räumliche Anordnung der festen Bodenbestandteile
• Zusammensetzung: Bodentextur (Kies, Sand, Schluff, Ton) und
organische Bodensubstanz.
Es entsteht ein Porensystem (Porenvolumen) mit Wasser und
Luft gefüllt.
Bodeneigenschaften sind wesentlich für die
Wasseraufnahme der Pflanze - Porenvolumen
Porenvolumen Grobporen Mittelporen Feinporen
(%) (%) (%) (%)
Sande 46 ± 10 30 ± 10 7±5 5±3
Schluffe 47 ± 9 15 ± 10 15 ± 7 15 ± 5
Tone 50 ± 15 8±5 10 ± 5 35 ± 10
Anmoore 70 ± 10 5±3 40 ± 10 25 ± 10
Quelle: Scheffner/Schachtschabel Lehrbuch der Bodenkunde 16.Auflage
• Porengrössenverteilung hängt von Primärporen (Körnung und
Kornform), sowie Sekundärporen (Bodenentwicklung) ab.
• Je sandiger/kiesiger desto höher der Anteil an Grobporen (grosses
Porenvolumen)
• Je toniger nimmt Feinporenanteil zu (kleines Porenvolumen)
Bodeneigenschaften sind wesentlich für die
Wasseraufnahme der Pflanze - Porenvolumen
Porengrössenbereich Porendurchmesser Matrixpotenzial pF
(µm) (hPa)
Grobporen
weit > 50 > -60 < 1.8
eng 50…10 -60…-300 1.8…2.5
Mittelporen 50…0.2 -300…-15000 2.5…4.2
Feinporen
Bodeneigenschaften sind wesentlich für die Wasseraufnahme der Pflanze - Desorptionskurve
Klima beeinflusst die Wasserverfügbarkeit im Boden
humide Klimazone
• N>V
• Bodenwasserbewegung
in die Tiefe
(Deszendenz)
• zu viel Wasser im Boden
führt zu
Sauerstoffmangel
Quelle: Immerfeuchte Tropen - Böden & Nutzung (science-e-publishing.de)
Klima beeinflusst die Wasserverfügbarkeit im Boden
aride Klimazone
• N
Klima beeinflusst die Wasserverfügbarkeit im Boden unterschiedlicher Umgang humides Klima arides Klima Quelle: Setzlinge in der Baumschule (ggz-gartenbau.ch) Quelle: Topfpflanzen gießen und richtig pflegen - DAS HAUS
Siedlungsraum – Klima – Wasserzirkulation
Probleme
Zukünftig:
• Zunahme von Hitzesommer
• Abnahme Sommerniederschlag, dafür
aber heftige
Starkniederschlagsereignisse
Probleme verursacht durch:
• Dichte Bebauung und Versiegelung
Wärme wird gespeichert
(Hitzeinseln entstehen)
Quelle: Hitze in Zürich: Wie der Verein Stadtgrün die Stadt
kühlen will (nzz.ch)
bei Starkniederschlägen viel
Oberflächenabfluss (vermehrt
Überschwemmungen)Siedlungsraum – Klima – Wasserzirkulation
Lösungsansätze
• Spezifische Wärmekapazität (bei 20°C):
4.182 *103 J*kg-1K-1
• Vorteil Wasser: Verdunstung generiert
Verdunstungskälte
Vegetation, bewegtes Wasser, sowie
wasserspeichernde Flächen tragen dazu
bei
Quelle: Hitze in Zürich: Wie der Verein Stadtgrün die Stadt
kühlen will (nzz.ch)Siedlungsraum – Klima – Wasserzirkulation
Lösungsansätze
• Motto: Grün und Blau statt Grau.
• Vegetation durchzieht als grüne
Infrastruktur den Siedlungsraum
• Bäume sind wichtig
• ein 50-jähriger Baum erbringt die
Kühlleistung von 10 Klimaanlagen
mit 20 bis 30 Watt
• Gebäudebegrünung in Form von
Fassaden und Dächern
Quelle: Hitze in Zürich: Wie der Verein Stadtgrün die Stadt
kühlen will (nzz.ch)Siedlungsraum – Klima – Wasserzirkulation
Beispiele Dachbegrünung
PostParc Bern Garden Tower
Quelle: Dachbegrünung in der CH » Kosten, Förderung &
Pflanzen | local.ch
Quelle: Fassadenbegrünung Stadt Bern - Planval
Quelle: Garden Tower 2020 - Bilder / Galerie - Endorphin
Fotografie
Stadtpärke Baumallee
Quelle: Parkanlage Elfenau — Stadt Bern Quelle: Münsterplattform — Stadt BernSiedlungsraum – Klima – Wasserzirkulation
Rolle des Bodens
Natürlich gewachsene Böden bilden
die Grundlage für das Grün
Quelle: eigenes BildSiedlungsraum – Klima – Wasserzirkulation
Rolle des Bodens
Bodenschutz bei Klimaveränderung
eine wichtige Komponente:
• geschlossene ganzjährige
Vegetationsdecke
Quelle: Das Mulchen | tegut...
• stetig durchwurzelt
• bodenschonende Bearbeitung
bessere Konservierung der
Bodenfeuchte
Quelle: Kompost: Die Düngerfabrik im eigenen Garten (haz.de)Messgerät zur Bestimmung der Bodenfeuchte
Tensiometer
• Misst die Bodenspannung
misst Energie die Pflanze
benötigt, um Kapillar- und
Schwerkräfte zu überwinden
um so dem Boden Wasser zu
entziehen
• Bewässerung lässt sich
damit planen
Quelle: Tensiometer Service, Testing and Quelle:244_mb_03_tensiometer
Calibration (drcalderonlabs.com) _funktion.pdf (so.ch)Anwendungsbeispiel
Anwendungsbeispiel Quelle: Daria Lehmann (2020). Soil Moisture Suction in Agriculutre Soils: Analyzing Long-Term (1996-2019) Tensiometer Measurements on Six Observation Sites in the Swiss Central Plateaux Niederschlags- und Temperaturanomalien von März bis Oktober im Vergleich zur Normperiode von 1981-2010 der Station "Bern/Zollikofen" aus den Daten von Bundesamt für Meteorologie und Klimatologie. Normwerte: 12.6 °C und 793.8 mm
Fazit Bewässerung - Tensiometer-unterstützte Bewässerung ist effizient und wassersparend sowie gut an die Bedürfnisse der Pflanzen angepasst. - Es gilt aber zu beachten, dass die Bodenfeuchte kleinräumig sehr variabel sein kann. - Aktuelle Werte unter www.bodenmessnetz.ch
Fazit
• Ressource Boden gilt es zu
schützen, damit:
– Vegetation in Siedlungsräumen
sich entfalten kann
– Wasser gespeichert wird
Quelle: eigenes BildDanke für die Aufmerksamkeit
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